Tế bào gốc là gì và vai trò của tế bào gốc?

19/08/2019
Tế bào gốc

Bài viết được viết bởi các bác sĩ khoa Nội ung bướu, Bệnh viện ĐKQT Vinmec Times City

Các tế bào trong cơ thể đều có mục đích cụ thể, nhưng tế bào gốc là các tế bào chưa có vai trò cụ thể và có thể trở thành hầu như bất kỳ tế bào nào được yêu cầu. Tế bào gốc là những tế bào không phân biệt có thể biến thành các tế bào cụ thể, khi cơ thể cần. Các nhà khoa học quan tâm đến tế bào gốc vì chúng giúp giải thích một số chức năng của cơ thể hoạt động như thế nào và tại sao đôi khi chúng trục trặc. Tế bào gốc cũng hứa hẹn được sử dụng để điều trị một số bệnh hiện không có cách chữa.

1. Nguồn gốc tế bào gốc

Tế bào gốc có nguồn gốc từ hai nguồn chính: mô cơ thể trưởng thànhphôi. Các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu cách phát triển tế bào gốc từ các tế bào khác, sử dụng kỹ thuật “tái lập trình” di truyền.

Tế bào gốc
Nguồn gốc tế bào gốc là từ mô cơ thể trưởng thanh và phôi

2. Tế bào gốc trưởng thành

Cơ thể của một người chứa các tế bào gốc trong suốt cuộc đời của họ. Cơ thể có thể sử dụng các tế bào gốc này bất cứ khi nào nó cần. Tế bào gốc trưởng thành tồn tại khắp cơ thể kể từ khi phôi phát triển. Các tế bào ở trạng thái không đặc hiệu, nhưng chúng chuyên biệt hơn tế bào gốc phôi. Chúng vẫn ở trong trạng thái này cho đến khi cơ thể cần chúng cho một mục đích cụ thể, ví dụ các tế bào da hoặc cơ.

Hàng ngày cơ thể liên tục làm mới các mô. Ở một số bộ phận của cơ thể, chẳng hạn như ruột và tủy xương, các tế bào gốc thường xuyên phân chia để tạo ra các mô cơ thể mới để bảo trì và sửa chữa. Tế bào gốc có mặt bên trong các loại mô khác nhau. Các nhà khoa học đã tìm thấy tế bào gốc trong các mô, bao gồm:

  • Não
  • Tủy xương
  • Máu và mạch máu
  • Cơ xương
  • Da
  • Gan

Tuy nhiên, khó có thể tìm thấy tế bào gốc. Chúng có thể không phân chia và không đặc hiệu trong nhiều năm cho đến khi cơ thể triệu tập để sửa chữa hoặc phát triển mô mới.

Tế bào gốc trưởng thành có thể phân chia hoặc tự làm mới vô thời hạn. Điều này có nghĩa là chúng có thể tạo ra các loại tế bào khác nhau từ cơ quan ban đầu hoặc thậm chí tái tạo hoàn toàn cơ quan ban đầu. Sự phân chia và tái tạo này là cách vết thương ngoài da lành lại, hoặc các cơ quan như gan có thể tự sửa hồi phục sau khi bị hư hại.

Trước đây, các nhà khoa học tin rằng tế bào gốc trưởng thành chỉ có thể phân biệt biệt dựa trên mô gốc của chúng. Tuy nhiên, một số bằng chứng hiện nay cho thấy rằng chúng cũng có thể biệt hóa để trở thành các loại tế bào khác.

3. Tế bào gốc phôi

Tế bào gốc phôi
Tế bào gốc phôi được sử dụng nhiều trong phòng IVF

Từ giai đoạn đầu tiên của thai kỳ, sau khi tinh trùng thụ tinh với trứng, một phôi thai hình thành. Khoảng 3 -5 giờ sau khi tinh trùng thụ tinh với trứng, phôi có dạng phôi nang hoặc bóng tế bào, được gọi là Blastocyst, trong blastocyst có chứa tế bào gốc và sau đó sẽ cấy vào tử cung.

Tế bào gốc phôi đến từ phôi nang đã 4 -5 ngày tuổi. Khi các nhà khoa học lấy tế bào gốc từ phôi, đây thường là những phôi thừa do thụ tinh trong ống nghiệm (IVF). Trong các phòng khám IVF, các bác sĩ thụ tinh một vài trứng trong ống nghiệm, để đảm bảo rằng ít nhất một trường hợp sống sót và mang thai.

Khi một tinh trùng thụ tinh với trứng, các tế bào này kết hợp với nhau tạo thành một tế bào duy nhất gọi là hợp tử. Hợp tử đơn bào này sau đó bắt đầu phân chia, tạo thành 2, 4, 8, 16 tế bào, v.v. Đó là một phôi thai.Chẳng mấy chốc, và trước khi phôi được cấy vào tử cung, khối lượng khoảng 150 tế bào này là phôi nang. Blastocyst bao gồm hai phần:

  • Một khối tế bào bên ngoài trở thành một phần của nhau thai
  • Một khối tế bào bên trong sẽ phát triển thành cơ thể con người

Khối tế bào bên trong là nơi tìm thấy tế bào gốc phôi. Các nhà khoa học gọi những tế bào totipotent. Thuật ngữ totipotent đề cập đến thực tế là chúng có tổng tiềm năng để phát triển thành bất kỳ tế bào nào trong cơ thể.

Với sự kích thích phù hợp, tế bào này có thể trở thành tế bào máu, tế bào da và tất cả các loại tế bào khác mà cơ thể cần.

Ở giai đoạn đầu của thai kỳ, giai đoạn phôi nang tiếp tục trong khoảng 5 ngày trước khi phôi được cấy vào tử cung hoặc tử cung. Ở giai đoạn này, các tế bào gốc bắt đầu biệt hóa. Tế bào gốc phôi có thể biệt hóa thành nhiều loại tế bào hơn tế bào gốc trưởng thành.

4. Tế bào gốc trung mô (MSC)

Tế bào gốc trung mô (MSC) đến từ các mô liên kết hoặc stroma bao quanh các cơ quan của cơ thể và các mô khác.

Các nhà khoa học đã sử dụng MSC để tạo ra các mô cơ thể mới, chẳng hạn như xương, sụn và tế bào mỡ. Một ngày nào đó chúng có thể sẽ đóng vai trò trong việc giải quyết các vấn đề sức khỏe.

Tác dụng của tế bào gốc trung mô
Tế bào gốc trung mô có tác dụng tạo ra các mô cơ thể mới

5. Các tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPS)

Các nhà khoa học tạo ra các tế bào này trong phòng thí nghiệm, sử dụng tế bào da và các tế bào mô đặc hiệu khác. Những tế bào này hoạt động theo cách tương tự như tế bào gốc phôi, vì vậy chúng có thể hữu ích cho việc phát triển một loạt các liệu pháp. Tuy nhiên, vẫn cần nhiều nghiên cứu và phát triển hơn.

Để phát triển tế bào gốc, trước tiên các nhà khoa học trích xuất các mẫu từ mô trưởng thành hoặc phôi. Sau đó, họ đặt các tế bào này trong một môi trường có kiểm soát, nơi chúng sẽ phân chia và sinh sản nhưng không chuyên biệt hơn nữa. Các tế bào gốc đang phân chia và sinh sản trong môi trường nuôi cấy được kiểm soát được gọi là dòng tế bào gốc.

Các nhà nghiên cứu quản lý các dòng tế bào gốc cho các mục đích khác nhau. Họ có thể kích thích các tế bào gốc chuyên biệt theo một cách riêng. Quá trình này được gọi là phân biệt theo hướng.

Cho đến nay, việc phát triển số lượng lớn tế bào gốc phôi dễ dàng hơn so với tế bào gốc trưởng thành. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn đang thực hiện với cả hai loại tế bào.

Tế bào gốc đa năng
Tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPS)

6. Các loại tế bào gốc

Các nhà nghiên cứu phân loại tế bào gốc, theo tiềm năng của chúng để phân biệt thành các loại tế bào khác. Tế bào gốc phôi là mạnh nhất, vì công việc của chúng là trở thành mọi loại tế bào trong cơ thể.

7. Công dụng

Bản thân tế bào gốc không phục vụ bất kỳ mục đích đơn lẻ nào nhưng rất quan trọng vì nhiều lý do.

Đầu tiên, với sự kích thích phù hợp, nhiều tế bào gốc có thể đảm nhận vai trò của bất kỳ loại tế bào nào và chúng có thể tái tạo mô bị tổn thương, trong điều kiện thích hợp.

Tiềm năng này có thể cứu sống hoặc hồi phục vết thương và tổn thương mô ở người sau khi bị bệnh hoặc bị thương. Các nhà khoa học có thể thấy được nhiều ứng dụng từ tế bào gốc.

8. Tái tạo mô

Tái tạo mô có lẽ là việc quan trọng nhất khi sử dụng tế bào gốc. Khi một người cần một quả thận mới, ví dụ, phải chờ một người hiến tặng và sau đó trải qua một ca cấy ghép.

Nhưng bằng cách hướng dẫn các tế bào gốc phân biệt theo một cách nhất định, các nhà khoa học có thể sử dụng chúng để phát triển một loại mô hoặc cơ quan cụ thể.

Ví dụ, các bác sĩ đã sử dụng các tế bào gốc từ ngay bên dưới bề mặt da để tạo ra mô da mới. Sau đó, họ có thể sửa chữa vết bỏng nặng hoặc vết thương khác bằng cách ghép mô này lên vùng da bị tổn thương và da mới sẽ mọc lại.

9. Sử dụng tế bào gốc trong điều trị bệnh

9.1. Điều trị tim mạch

Vào năm 2013, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Bệnh viện Đa khoa Massachusetts đã báo cáo trong PNAS Early Editionthat, họ đã tạo ra các mạch máu ở chuột trong phòng thí nghiệm, sử dụng tế bào gốc của con người.Trong vòng 2 tuần sau khi cấy ghép tế bào gốc, mạng lưới các mạch máu đã hình thành. Chất lượng của các mạch máu mới này tốt như các mạch máu tự nhiên. Hy vọng rằng loại kỹ thuật này cuối cùng có thể giúp điều trị cho những người mắc bệnh tim mạch và gặp các vấn đề về mạch máu.

9.2. Điều trị các bệnh về não

Các bác sĩ một ngày nào đó có thể sử dụng các tế bào và mô thay thế để điều trị các bệnh về não, chẳng hạn như Parkinson và Alzheimer.

Ví dụ, ở Parkinson, tổn thương tế bào não dẫn đến việc không kiểm soát được các cử động cơ bắp. Các nhà khoa học có thể sử dụng tế bào gốc để bổ sung các mô não bị tổn thương. Điều này có thể hồi phục các tế bào não chuyên biệt chấm dứt các chuyển động cơ bắp không kiểm soát.

Các nhà nghiên cứu đã thử phân biệt tế bào gốc phôi thành các loại tế bào này, đây là phương pháp điều trị rất hứa hẹn.

9.3. Điều trị thiếu tế bào

Các nhà khoa học hy vọng một ngày nào đó có thể phát triển các tế bào tim khỏe mạnh trong phòng thí nghiệm mà họ có thể cấy ghép vào những người mắc bệnh tim.

Những tế bào mới này có thể sửa chữa phục hồi tim bằng mô khỏe mạnh. Tương tự, những người mắc bệnh tiểu đường loại I có thể nhận các tế bào tuyến tụy để thay thế các tế bào sản xuất insulin mà hệ thống miễn dịch của họ đã bị mất hoặc bị phá hủy. Liệu pháp duy nhất hiện nay là ghép tụy và rất ít tuyến tụy có sẵn để ghép.

9.4. Điều trị bệnh về máu

Các bác sĩ hiện thường xuyên sử dụng các tế bào gốc tạo máu trưởng thành để điều trị các bệnh, chẳng hạn như bệnh bạch cầu, thiếu máu hồng cầu hình liềm và các vấn đề suy giảm miễn dịch khác.

Tế bào gốc tạo máu trong máu và tủy xương có thể tạo ra tất cả các loại tế bào máu, bao gồm các tế bào hồng cầu mang oxy và tế bào bạch cầu chống lại bệnh tật.

9.5. Hiến tặng hoặc thu hoạch tế bào gốc

Mọi người có thể hiến tặng tế bào gốc để giúp đỡ người thân, hoặc có thể sử dụng cho chính họ trong tương lai.

Hiến tặng có thể đến từ các nguồn sau:

  • Tủy xương: Những tế bào này được lấy khi gây mê toàn thân, thường là từ xương hông hoặc xương chậu. Kỹ thuật viên sau đó cô lập các tế bào gốc từ tủy xương để lưu trữ hoặc hiến tặng.
  • Tế bào gốc ngoại vi: Một người nhận được một số mũi tiêm khiến tủy xương của họ giải phóng tế bào gốc vào máu. Tiếp theo, máu được lấy ra khỏi cơ thể, một chiếc máy tách ra các tế bào gốc và các bác sĩ trả lại máu cho cơ thể.
  • Máu cuống rốn: Tế bào gốc có thể được thu hoạch từ dây rốn sau khi sinh, không gây hại cho em bé.

Chi phí cho việc thu hoạch tế bào gốc này thường tốn kém, nhưng những lợi thế cho nhu cầu trong tương lai bao gồm:

  • Dễ dàng tiếp cận các tế bào gốc
  • Ít có khả năng mô cấy ghép bị từ chối nếu mô này đến từ cơ thể của chính người nhận
Cơ sở vật chất Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ Gen Vinmec
Nghiên cứu và khám phá thêm những điều chưa biết về tế bào gốc

9.6. Nghiên cứu và khám phá khoa học

Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng việc bật hoặc tắt một gen cụ thể có thể khiến nó khác biệt. Biết điều này sẽ giúp họ tìm hiểu các gen và đột biến gây ra hiệu ứng nào. Từ đó, họ có thể tìm ra nguyên nhân gây ra một loạt các bệnh chưa có cách chữa trị.Sự phân chia và biệt hóa tế bào bất thường chịu trách nhiệm cho các tình trạng bao gồm ung thư và khuyết tật bẩm sinh xuất phát từ khi sinh ra. Biết được nguyên nhân khiến các tế bào phân chia sai cách có thể dẫn đến việc chữa trị. Tế bào gốc cũng có thể giúp phát triển các loại thuốc mới. Thay vì thử nghiệm thuốc trên người tình nguyện, các nhà khoa học có thể đánh giá một loại thuốc ảnh hưởng đến mô bình thường, khỏe mạnh bằng cách thử nó trên mô phát triển từ tế bào gốc.

10. Vấn đề tranh cãi

Đã có một số tranh cãi về nghiên cứu tế bào gốc. Điều này chủ yếu liên quan đến hoạt động trên các tế bào gốc phôi. Sử dụng phôi cho tế bào gốc Lập luận chống lại việc sử dụng tế bào gốc phôi là nó phá hủy phôi nang của con người và trứng được thụ tinh không thể phát triển thành người.

Ngày nay, các nhà nghiên cứu đang tìm cách tạo ra hoặc sử dụng tế bào gốc không liên quan đến phôi.

11. Ghép người và động vật

Nghiên cứu tế bào gốc thường liên quan đến việc chèn tế bào người vào động vật, chẳng hạn như chuột. Một số người cho rằng điều này có thể tạo ra một sinh vật nửa người nửa thú.

Ở một số nước, việc sản xuất các dòng tế bào gốc phôi là bất hợp pháp. Ở Hoa Kỳ, các nhà khoa học có thể tạo hoặc làm việc với các dòng tế bào gốc phôi, nhưng việc sử dụng quỹ liên bang để nghiên cứu các dòng tế bào gốc được tạo ra sau tháng 8 năm 2001 là bất hợp pháp.

Labo Viện nghiên cứu tế bào gốc & công nghệ gen
Viện nghiên cứu tế bào gốc và công nghệ Gen Vinmec điều trị thành công nhiều ca bệnh

12. Liệu pháp tế bào gốc và quy định của FDA

Một số người đã cung cấp liệu pháp tế bào gốc cho một loạt các mục đích, chẳng hạn như phương pháp điều trị chống lão hóa. Tuy nhiên, hầu hết không có sự chấp thuận của Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA). Một số có thể là bất hợp pháp, và một số có thể gây nguy hiểm.

Bất cứ ai đang cân nhắc điều trị tế bào gốc nên kiểm tra với nhà cung cấp hoặc với FDA rằng sản phẩm đó có được phê duyệt hay không và nó có được sản xuất đáp ứng các tiêu chuẩn của FDA về an toàn và hiệu quả không.

Tại Viện nghiên cứu tế bào gốc và công nghệ Gen thuộc hệ thống bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec đã triển khai nghiên cứu phân lập, nuôi cấy, lưu trữ tế bào gốc trung mô (MSCs), là cơ sở hàng đầu tại Việt Nam trong nghiên cứu và ứng dụng loại tế bào này một cách bài bản và chuyên nghiệp. Những bệnh được ứng dụng nhiều nhất bao gồm tự kỷ, bại não, tiểu đường, xơ gan – teo mật, rối loạn cơ tròn, thoái hóa khớp gối,...Đặc biệt, tế bào gốc còn có thể điều trị hơn 80 bệnh trong đó có nhiều bệnh lý của hệ tạo máu, rối loạn miễn dịch di truyền: Ung thư máu, u tủy, suy tủy, u lympho, huyết tán - Thalassemia, ly thượng bì...

Tế bào gốc còn được sử dụng để chẩn đoán đánh giá nguy cơ của 15 loại ung thư di truyền ở nam giới: Ung thư tiền liệt tuyến, Ung thư đại trực tràng, U tủy thượng thận,.....Bên cạnh đó, tế bào gốc còn có thể tầm soát 17 loại ung thư di truyền ở nữ giới: Ung thư vú, Ung thư buồng trứng, Ung thư nội mạc tử cung,....

Sử dụng tế bào gốc chẩn đoán ung thư giúp bác sĩ xây dựng phác đồ theo dõi nhằm giảm nguy cơ mắc bệnh, tăng khả năng chữa khỏi bệnh hoặc kéo dài thời gian không mắc bệnh (nếu có nguy cơ).

Để đặt lịch & biết thêm về ứng dụng của tế bào gốc trong điều trị bệnh quý hàng có thể trực tiếp đến Vinmec Times City để thăm khám hoặc liên hệ hotline 0243 9743 556 để được hỗ trợ.

Bài viết tham khảo nguồn: Medical News Today

XEM THÊM:

Video đề xuất:

GS.TS Nguyễn Thanh Liêm - Người gieo mầm cuộc sống từ nghiên cứu tế bào gốc

Bài viết này được viết cho người đọc tại Hà Nội.